[发明专利]一种膀胱壁三维厚度测量与定量分析方法

说明书

技术领域

本发明涉及医学图像处理技术，特别涉及一种基于MR(磁共振)体成像的三维测量与辅助分析方法。

背景技术

膀胱肿瘤是一种常见的多发原位肿瘤，患者主要为中老年男性群体。最新统计数据显示，2013年以来，膀胱肿瘤位居各类男性肿瘤发病率排行榜第四位[American Cancer Society:Cancer Facts and Figures 2013.Atlanta(GA):American Cancer Society,2013:4-10]。将近半数的膀胱肿瘤患者被确诊为非肌层浸润性膀胱肿瘤，这类人群的五年生存率为96％，随着肿瘤浸润程度的增加，五年生存率呈下降趋势，因此膀胱肿瘤高危人群的早期筛查对于提高生存率是非常重要的[American Cancer Society:Cancer Facts and Figures 2013.Atlanta(GA):American Cancer Society,2013:4-10]。膀胱肿瘤的高复发率是其最显著的特点。约有10-70％的局限于粘膜层的膀胱肿瘤患者在五年内会复发或新发肿瘤[National Comprehensive Cancer Network:Bladder Cancer V.1.2013.National Comprehensive Cancer Network,2013:1-3(MS)]。因此绝大部分膀胱肿瘤患者需进行终身随访，切实可行与方便经济的随访形式显得尤其重要。膀胱肿瘤的影像学诊断，尤其是CT与MR这两种体成像方式在膀胱肿瘤诊断与随访中趋于主流[A.Stenzl,Nigel C.Cowan,Maria De Santis,G.Jakes,M.Kuczyk,A.S.Merseburger,M.J.Ribal,A.Sherif,and J.A.Witjes.“Guidelines on bladder cancer:muscle-invasive and metasitatic.”Uropean Association of Urology,2008.]。相对于CT成像，MRI(磁共振成像)则是一种无电离辐射、无需对照剂、组织对比度高的成像方式，有望成为膀胱肿瘤的早期诊断及术后随访的影像数据基础。

膀胱壁的厚度是临床上公认的膀胱壁上病变发生的有说服力指标，早期的膀胱肿瘤可表现为膀胱壁局部轻微增厚，膀胱壁增厚也可能预示着T3或T4期膀胱肿瘤的存在。除了膀胱壁局部增厚这一特征，整个膀胱壁的厚度分布全局图谱或模型也是研究早期病变发生的特征指标。

要分析研究膀胱壁厚度的变化及分布，首先要对膀胱壁厚度进行测量。之前膀胱壁厚度测量的研究中，由于使用二维图像测量膀胱壁的厚度通常不准确，三维厚度可以一定程度上消除二维厚度的误差。利用拉普拉斯偏微分方程法，将膀胱壁构建成以内外壁为势能场边界的势能场模型，通过求解此膀胱内外壁势能场的拉普拉斯偏微分方程，以期获得准确一致的膀胱内外壁三维厚度[Haidar H,Egorova VS,Soul JS(2005)New numerical solution of the Laplace equation for tissue thickness measurement in three-dimensional MRI.J Math Model Algorithms 4:83–97.]。

由于膀胱个体差异明显，且不同充盈程度时同一个体的膀胱亦有不同，因此膀胱壁三维厚度需要进行数值标准化以去除不同状态所引起的厚度值差异。同样的，膀胱形态的个体间差异较大。目前，没有研究对不同形态膀胱的标准化工作进行研究。

MR影像作为膀胱壁厚度研究的影像数据基础具有优势与潜力[N.C.Cowan and J.P.Crew,Imaging bladder cancer,Curr Opin Urol,vol.20,pp.409-13,Sep 2010.]。尿液作为其天然内源性对比剂，可以增强膀胱壁与内部腔体及外部组织的对比度，为膀胱壁病变的诊断提供更多结构、功能及病理信息，更有利于测量与分析膀胱内外壁的厚度变化。